面向多轨预偏置负载应用的灵活排序
解决老问题的新方法
凌力尔特公司的 DC/DC 转换器可以安全地给预偏置负载供电，最近推出的三输出、多相同步 DC/DC 控制器 LTC3853 就是这类 DC/DC 转换器之一。
LTC3853 是一种高效率、三输出同步降压型开关稳压控制器，具一致或比例制跟踪能力。通过准确的运行门限和两个电源良好输出，电源排序非常容易实现。其 4.5V 至 24V (最大值为 28V) 的输入范围涵盖了种类繁多的应用，其中包括大多数中间总线电压。强大的内置栅极驱动器给所有 N 沟道 MOSFET 级供电，而且在一个通道的输出电压范围为 0.8V 至 13.5V、另两个通道的输出电压范围为 0.8V 至 5.5V 时，每相可产生超过 20A 的输出电流。恒定频率架构允许 250kHz 至 750kHz 的可选固定或可同步锁相环 (PLL) 频率。
LTC3853 配置为 3 个单独的输出，还可以配置为 2 + 1 型控制器，在这种情况下，可将通道 1 和通道 2 连起来使两个输出并联，通道 3 则是一个独立的输出。通过使 3 个输出级以 120° 相差运行，可最大限度地降低功耗和电源噪声。当配置为 2 + 1 型控制器时，通道 1 和通道 2 相位相差 180°，以在有一个大电流输出和一个小电流输出时，保持输入电流得到最佳平衡。
以 2 + 1 模式运行的双输出转换器
图 1 显示了在 6.5V 至 14V 输入范围内工作的双输出转换器原理图。通道 1 和通道 2 馈送相同的 1.2V 输出，而通道 3 控制第二个 3.3V 输出。这种 2 + 1 型配置仅需要一个 RUN 引脚 (RUN1) 来启动通道 1 和通道 2。通
道 2 的反馈误差放大器被禁止，两个通道共用通道 1 的反馈分压器。电流检测比较器的封装后微调可提供通道 1 和通道 2 之间的卓越均流。图 2 中对这一点进行了说明，其中显示了 ±25% 负载阶跃时每个通道的电感器电流，所产生的输出电压瞬态约为 63mVpp，不到 ±3%。
图 1：LTC3853 的高效率 1.2V/30A、3.3V/5A 双输出原理图
图 2：LTC3853 电流检测比较器的封装后微调可在并联时提供通道 1 和通道 2 之间的卓越均流，甚至在 75% 至 100% 负载阶跃时也不例外。
软启动或跟踪
LTC3853 的输出电压可以配置为可编程软启动，或可以配置为跟踪另一个通道的输出电压，或跟踪一个外部电源电压，这时 3 个输出电压中的任何一个电压都是独立的。当输出电压配置为软启动时，需要一个电容器连到其 TK/SS 引脚。这个 TK/SS 引脚允许用户设定，其输出如何相对于另一个输出电压斜坡上升或下降。通过这些引脚，输出可以设置为一致或成比例地跟踪该器件自己的电压或另一个电源的输出。这些斜坡曲线如以下图 3 所示。跟踪另一个输出电压时，去掉了软启动电容器。为了实现比例制跟踪，用于输出电压反馈信号的电阻分压器网络连到了相应的 TK/SS 引脚，以跟踪该输出。为了实现一致跟踪，将一个额外的电阻分压器连接到 VOUT1，然后将其中点连接到完成比例制跟踪任务的从属通道的 TK/SS 引脚。这个分压器的分压比应该与从属通道反馈分压器的分压比相同。
不过，至于应该设定哪一种模式，也是个问题。尽管两种模式哪一种都满足大多数实际应用的需求，但是还是需要进行一些权衡。比例制跟踪模式省去了一对电阻器，而一致跟踪模式提供更好的输出稳压。
一直跟踪 比例跟踪
图 3：LTC3853 输出电压跟踪曲线
工作模式
在轻负载情况下，LTC3853 可以设定为以突发、脉冲跳跃或连续这 3 种模式之一工作。在突发模式中，利用开关把一至数个突发脉冲接入电路，以补充输出电容器储存的电荷，接下来是一个长长的休眠期，这时由输出电容器提供负载电流，因此突发模式工作可提供最高的效率。强制连续模式从无负载到满负载提供固定频率工作，从而提供较低的输出电压纹波，但代价是较低的轻负载效率。脉冲跳跃模式的工作特点是，在需要时断开同步开关，以防止电感器电流反向。脉冲跳跃模式是其他两种模式的折中，与强制连续模式相比，提供最小的纹波和较高的轻负载效率，但不是以恒定频率工作。无论哪种模式，LTC3853 在负载电流较大时，都以恒定频率工作。在启动和停机时，LTC3853 的缺省设置都是脉冲跳跃模式，而且不允许输出电感器中有负电流。